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Verfahren zur biologischen
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Reinigung von Abwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen
Reinigung von Abwasser mittels einer mehrere miteinander verbundene Becken aufweisenden
Abwasserreinigungsanlage, bei dem in allen Becken eine Begasung von Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch
möglich ist und bei dem in verschiedenen Verfahrensschritten eines der Becken unter
Abschaltung der Begasung als Klärbecken benutzt wird.
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Ein solches Abwasserreinigungsverfahren ist aus der DE-PS 24 59 634
bekannt. Bei diesem Verfahren werden drei miteinander verbundene Becken verwendet,
wobei die beiden Endbecken abwechselnd als Begasungs- und als Absetzbecken dienen,
während das mittlere Becken nur als Begasungsbecken gedacht ist. Den Begasungsbecken
wird als Behandlungsgas reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoffgemisch zugeführt.
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Das Verfahren läuft dabei so ab, daß Abwasser zunächst nacheinander
in das erste und zweite Begasungsbecken eingeleitet, nach ausreichender Begasung
dem dritten, als Klärbecken wirkenden Becken zugeführt wird und das geklärte Abwasser
aus diesem abgeführt wird und daß beim Absinken der Belebtschlammkonzentration im
ersten Becken unter einen
vorgegebenen Wert die Betriebsrichtung
gewechselt wird, so daß dann das dritte und zweite Becken als Begasungsbecken und
das erste Becken als nachgeschaltetes Klärbecken wirken.
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Durch diese Verfahrensweise erübrigen sich zwar teure, mechanische
Schlammräumungs- und Pumpeinrichtungen, jedoch ergibt sich dabei der Nachteil, daß
alle drei Becken so groß dimensioniert werden müssen, daß sie beim Umschalten des
ersten bzw. dritten Beckens vom Begasungsbetrieb auf Sedimentationsbetrieb bis zum
Eintreten einer genügenden Sedimentation des Belebtschlamms und bis zum anschließenden
oeffnen des Abwasserablaufs den durch den kontinuierlichen Zufluß des Abwassers
in das andere Begasungsbecken bedingten Anstieg der Wassermenge aufnehmen können.
Da dabei außerdem der Absetzvorgang in dem umgeschalteten Endbecken dadurch behindert
wird, daß das Abwasser-Belegtschlamm-Gemisch immer aus dem mittleren Becken in die
Endbecken eingeleitet wird, dauert der Absetzvorgang aufgrund von turbulenten Strömungen
verhältnismäßig lang, so daß bis zum oeffnen des Abwasserablaufs eine verhältnismäßig
große Menge in den drei Becken aufgestaut werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß auf einfache und wirtschaftliche Weise eine
möglichst hohe und gleichmäßige Reinigungsleistung erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
drei Becken verwendet werden, das zulaufende Abwasser auf zwei der Becken verteilt
und in diesen Becken begast wird, das aus den beiden als Begasungsbecken betriebenen
Becken ablaufende Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch im dritten Becken geklärt wird,
nach Absinken der Belebtschlammkonzentration in einem der als Begasungsbecken betriebenen
Becken die Abwasserzufuhr zu diesem Becken
und die Begasung in diesem
Becken abgestellt sowie die Verbindung zu den übrigen Becken unterbrochen wird,
nach Absetzen von Belebtschlamm in dem abgeschalteten Becken dieses als Klärbecken
betrieben wird und die beiden anderen Becken als Begasungsbecken betrieben werden
und daß nach Absinken der Belebtschlammkonzentration in einem der nun als Begasungsbecken
betriebenen Becken der Vorgang in Bezug auf dieses Becken wiederholt wird.
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Mit dieser Verfahrensweise wird erreicht, daß nach dem Absinken der
Belebtschlammkonzentration in einem der als Begasungsbecken betriebenen Becken aufgrund
des ständigen Uberleitens von Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch in das als Klärbecken
betriebene Becken dieses abgeschaltete Becken mit der unter einen bestimmten Wert
abgesunkenen Belebtschlammkonzentration von keiner Abwasserströmung beaufschlagt
wird. Damit kann sich der in diesem Becken noch vorhandene Belebtschlamm realtiv
schnell auf dem Beckenboden absetzen, so daß dieses Becken in kurzer Zeit als Klärbekken
betrieben werden kann. Die Folge des schnelleren Absetzvorgangs im umzuschaltenden
Becken ist, daß dem zulaufenden Abwasser auch schneller die im Normalbetrieb vorhandene
Begasungskapazität zur Verfügung gestellt und somit eine weitgehend gleichmäßige
Reinigungsleistung aufrechterhalten werden kann. Dabei ist in der Regel nach dem
Abschalten des Abwasserzulaufs und der Begasungseinrichtung in dem umzuschaltenden
Becken eine Ruhephase von ca. 10 Minuten ausreichend, um ein Absetzen des Belebtschlamms
zu erreichen. Da außerdem während dieser Zeit das gesamte zulaufende Abwasser dem
anderen als Begasungsbecken wirkenden Becken zugeleitet wird und der Ablauf von
gereinigtem Wasser weiterhin über das als Klärbecken betriebene Becken erfolgt,
wird erreicht, daß das Abwasser während der Absetzphase in einem vom Begasungsbetrieb
auf Klärbetrieb umzuschaltenden Becken nicht in der Abwasserreinigungsanlage aufgestaut
werden muß.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es. dabei zweckmäßig, wenn insgesamt vier Becken verwendet werden, das zulaufende
Abwasser auf zwei Becken verteilt und in diesen begast wird, das aus den beiden
als Begasungsbecken betriebenen Becken ablaufende Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch
in den beiden anderen Becken geklärt wird, nach Absinken der Belebtschlammkonzentration
in einem der als Begasungsbecken betriebenen Becken die Abwasserzufuhr zu diesem
Becken und die Begasung in diesem Becken abgestellt sowie die Verbindung zu den
übrigen Bekken unterbrochen wird, nach Absetzen von Belebtschlamm in dem abgeschalteten
Becken dieses zusammen mit einem der bisher als Klärbecken betriebenen Becken als
Klärbecken betrieben wird und das andere der bisher als Klärbecken betriebenen Becken
nunmehr zusammen mit dem bisher als Begasungsbecken betriebenen Becken als Begasungsbecken
betrieben wird und daß nach Absinken der Belebtschlammkonzentration in einem der
nun als Begasungsbecken betriebenen Becken der Vorgang in Bezug auf dieses Becken
wiederholt wird. Mit der Verwendung von insgesamt vier Becken ist es möglich, bei
Ausfall beispielsweise einer Belüftungseinrichtung in einem der Becken die Behandlung
des zulaufenden Abwassers ohne Probleme in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend
geschilderten Verfahren mit drei Becken weiterzuführen, ohne daß dabei eine Verdoppelung
der Beckenkapazität wie bei der Anlage mit drei Becken notwendig wäre.
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Um alle Becken ohne zu großen Aufwand durch Strömungswege so miteinander
verbinden zu können, daß die einzelnen Bekken ohne weiteres strömungsmäßig vom Begasungsbetrieb
auf Klärbetrieb umgeschaltet werden können, ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das
aus den als Begasungsbecken betriebenen Becken ablaufende Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch
zusammen geführt und auf das bzw. die als Klärbecken betriebenen Becken verteilt
wird.
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Vorteilhafterweise kann dabei das aus den Begasungsbecken ablaufende
Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch vor Einleiten in die Klärbecken mit Sauerstoff angereichert
werden. Dies führt zu einem Ansteigen des Begasungsvolumens und zu aeroben Bedingungen
in den als Klärbecken betriebenen Becken, wodurch Schwimmschlammprobleme durch die
Denitrifikationsvorgänge in diesen Becken vermieden werden können. Als Behandlungsgas
kommt dabei wie bei den als Begasungsbecken betriebenen Becken Luft, mit Sauerstoff
angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff in Frage.
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Wird wie nach einem weiteren vorteilhaften Erfindungsgedanken nach
Absinken der Belebtschlammkonzentration in einem der als Begasungsbecken betriebenen
Becken die Abschaltdauer dieses Beckens zeitabhängig geregelt, ist eine einfache
Betriebsweise einer entsprechenden Abwasserreinigungsanlage möglich. Andererseits
besteht auch die Möglichkeit, das Absetzen von Belebtschlamm über fotoelektrische
Meßeinrichtungen zu überwachen, die Meßwerte an ein Steuergerät weiterzuleiten und
in diesem mit vorgegebenen Werten zu vergleichen. Auch läßt sich die Absetzdauer
über vorher mit der gleichen Abwasserzusammensetzung durchgeführte Absetztests bestimmen.
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In den Figuren sind schematisch gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
die verschiedenen Schaltungsvarianten einer beispielhaft dargestellten Abwasserreinigungsanlage
mit drei bzw. vier Becken aufgezeigt.
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Es zeigt: Fig. 1 Sechs Betriebsphasen einer Abwasserreinigungsanlage
mit drei Becken; Fig. 1 acht Betriebsphasen einer Abwasserreinigungsanlage -mit
vier Becken;
Fig. 3 die zur Durchführung der Schaltungsvarianten
notwendigen Verbindungsleitungen.
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In den Figuren sind die drei bzw vier Becken mit 1, 2, 3 bzw. 4 bezeichnet.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, sind die Becken 1, 2, 3, 4 je mit einem Klarwasserablauf
9, 10, 11, 12 und über eine erste Verteilungseinrichtung 19 im Hauptzufluß 20 des
Abwassers je mit einem Abwasserzulauf 5, 6, 7, 8 versehen. Außerdem sind an allen
Becken 1, 2, 3, 4 Verbindungsleitungen 13, 14, 15, 16 zu einer zweiten gemeinsamen
Verteilungseinrichtung 17 angeschlossen, wobei diese Verbindungsleitungen 13, 14,
15, 16 in beiden Richtungen durchströmt werden können, so daß Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch
jeweils aus dem als Begasungsbecken betriebenen Becken in das jeweilige als Klärbecken
betriebene Becken übergeleitet werden kann In der zweiten Verteilungseinrichtung
17 kann eine zusätzliche Begasung des aus den als Begasungsbecken betriebenen Becken
ablaufenden Abwasser-Belebtschlamm-Gemiches erfolgen. Die Begasungst einrichtung
in der Verteilungseinrichtung 17 sowie die Begasungseinrichtungen in den einzelnen
Becken 1, 2, 3, 4 sowie die notwendigen Steuereinrichtungen zum Ein- und Ausschalten
der Begasungseinrichtungen und zum öffnen und Schließen von Zu- und Abläufen sind
der Einfachheit halber nicht dargestellt In den Figuren 1 und 2 sind die jeweiligen
Strömungsrichtungen in den Verbindungsleitungen zwischen den Becken durch Pfeile#angedeutet.
Außerdem sind durch die Buchstaben A, B, K die Becken gekennzeichnet, die in der
jeweiligen Betriebsphase als Absetzbecken dA), als Begasungsbecken (B) und als Klärbecken
QKB betrieben werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiei nach Figur 1 wird das zulaufende Abwasser
in einer ersten Betriebsphase (1)
auf das erste und zweite Becken
1, 2 verteilt und in diesen begast, während das aus diesen Becken 1, 2 ablaufende
Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch über die Verbindungsleitungen 13, 14 zusammengeführt
und anschließend über die Verbindungsleitung 15 in das dritte, als Klärbecken betriebene
Becken 3 eingeleitet und dort geklärt wird. Nach Absinken der Belebtschlammkonzentration
im ersten Becken 1 durch dauerndes Ableiten von Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch in
das als Klärbecken betriebene dritte Becken 3 unter einen vorgegebenen Wert wird
in einer zweiten Betriebsphase (2) die Abwasserzufuhr zum sowie die Begasungseinrichtung
im ersten Becken 1 abgeschaltet und nur noch das zweite Becken 2 als Begasungsbecken
für das gesamte zulaufende Abwasser verwendet, während das dritte Becken 3 nach
wie vor als Klärbecken betrieben wird.
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Nach Absetzen des Belebtschlamms im ersten Becken 1, was ungefähr
10 Minuten dauern kann, wird in einer dritten Betriebsphase (3) das zulaufende Abwasser
dem zweiten Becken 2 und dem dritten Becken 3 zugeleitet und dort begast, während
das erste Becken 1 nun als Klärbecken dient.
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Sobald nun die Belebtschlammkonzentration im zweiten Bekl ken 2 unter
einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, wird in einer vierten Betriebsphase (4)
nach dem Abstellen des Abwasserzulaufs und der Begasungseinrichtung im zweiten Becken
das zulaufende Abwasser nur dem dritten Becken 3 zugeleitet und dort begast und
das erste Becken 1 weiterhin als Klärbecken für das aus dem dritten Becken ablaufende
Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch betrieben. Hat sich der Belebtschlamm im zweiten
Becken 2 abgesetzt, wird in einer fünften Betriebsphase (5) dieses als Klärbecken
und das erste Becken 1 und das dritte Becken 3 als Begasungsbecken betrieben. Sinkt
dann die Belebtschlammkonzentration im dritten Becken 3 wieder unter einen vor-
gegebenen
Wert wird in einer sechsten Betriebsphase (6) nur das erste Becken 1 als Begasungsbecken,
das zweite Becken 2 als Klärbecken und das dritte Becken 3 als Absetzbecken betrieben.
Nach Absetzen des Belebtschlamms im dritten Becken 3 wiederholt sich dann die erste
Betriebsphase (1).
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Bei dem Verfahrensschema nach Figur 2 werden im Unterschied zu dem
in Figur 1 insgesamt vier Becken, die alle mit Begasungseinrichtungen versehen sind,
verwendet. In der ersten Betriebsphase (1) wird das zulaufende Abwasser auf das
erste und zweite Becken 1, 2 aufgeteilt und dort begast und das aus diesen Becken
1, 2 ablaufende Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch über die Verbindungsleitungen 13,
14 im Verteilungspunkt 17 zusammengeführt und anschließend über die Verbindungsleitungen
15, 16 auf das dritte und vierte Becken 3, 4 verteilt und in diesen geklärt. Nach
Absinken der Belebtschlammkonzentration im ersten Becken durch dauerndes Ableiten
von Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch in die als Klärbecken betriebenen Becken 3, 4
unter einen vorgegebenen Wert, wird in einer zweiten Betriebsphase (2) die Abwasserzufuhr
zum sowie die Begasung im ersten Becken 1 abgeschaltet und nur noch das zweite Becken
2 als Begasungsbecken für das gesamte zulaufende Abwasser betrieben, während das
dritte Becken 3 und das vierte Becken 4 nach wie vor als Klärbecken verwendet werden.
Nach Absetzen des Belebtschlamms im ersten Becken 1 wird dann in einer dritten Betriebsphase
(3) das zulaufende Abwasser dem zweiten Becken 2 und dem dritten Becken 3 zugeleitet
und dort begast, während das vierte Becken 4 und das erste Becken 1 als Klärbecken
betrieben werden. Die Verfahrensführung in den weiteren Betriebsphasen (4) bis (8)
erfolgt dann analog den ersten drei Betriebsphasen mit dem Unterschied, daß dann
das zweite, dritte und vierte Becken jeweils als Absetzbecken und Klärbecken verwendet
werden. Die jeweilige Betriebsführung der Becken ist ohne weiteres aus
der
Schemadarstellung der Betriebsphasen (4) bis (8) zu entnehmen. Der Vorteil der Verwendung
von vier Becken ist, daß bei Ausfall eines der Becken beispielsweise für Wartungsarbeiten
an den Belüftungseinrichtungen die Anlage mit dem in Figur 1 gezeigten Verfahrensschema
weiterbetrieben werden kann und die Abwasserreinigung nicht unterbrochen werden
muß.
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